张丽华 陈旭楚 周乐云 向伟
辰溪县气象局 419500
摘要：能源作为社会经济发展的重要基础，在推动我国社会经济快速发展过程中发挥着重要作用。我国太阳能资源充沛，且太阳能产业的发展潜力巨大。光伏发电能够有效治理与调节农村电网低电压问题，但是光伏发电系统往往会受到环境温度、风速与日照时数等多种气象因子的影响，进而严重威胁了电网的安全稳定运行。基于此，本文首先概述了光伏发电扶贫项目，接着选用辰溪县2010-2019年的温度、风速与日照时数等气象因子观测资料针对该地区气象因子特征进行分析，后探讨了辰溪县气象因子对光伏发电扶贫项目的影响，仅供参考。
关键词：温度；风速；日照时数；气象因子；光伏发电；辰溪县
1光伏发电扶贫项目概述
光伏发电扶贫项目作为国务院确定实施的“十大精准扶贫工程”之一，充分利用了贫困地区太阳能资源丰富的优势，通过开发太阳能资源、可持续25年产生的稳定收益，实现了扶贫开发和新能源利用、节能减排相结合。
“光伏扶贫更是一种精准扶贫的方式。”在国务院扶贫办副主任欧青平看来，利用光伏发电来帮助贫困人口脱离贫困是非常有效的途径之一。
辰溪县自2017年开始探索光伏扶贫工作，并在全县多个乡镇启动光伏扶贫试点项目。到2018年年底，实施了89个贫困村光伏扶贫项目，贫困村光伏扶贫项目实现了全县贫困村全覆盖，采取单村和联村建设的方式，共建设48个光伏电站，总装机容量6000KW，已全部完工并且已经并网发电，为全县实现全面脱贫提供了有力支撑。
本文首先简述了辰溪县气象因子（温度、风速与日照时数）特征，后重点分析了以上几种气象因子对分布式光伏发电扶贫项目的影响，以期能够为今后制定电力系统发电计划及电网的安全稳定运行提供科学的参考依据，能够使光伏扶贫的经济效益与生态效益得到充分发挥。
2辰溪县气象因子特征分析
2.1气温特征分析
2.1.1年平均气温变化特征
.png)
图1 2010-2019年辰溪县年平均气温变化特征分析
据统计，近10年来（2010-2019年）辰溪县年平均气温为18.0℃，年平均气温的峰值为18.6℃，出现在2013年；谷值为17.1℃，出现在2012年，两者相差1.5℃。由上图1可见，2010-2019年随着年份的递增，辰溪县年平均气温呈增温趋势，其增幅为0.313℃/10a。
2.1.2平均气温的季节变化特征
.png)
图2 2010-2019年辰溪县春季（a）、夏季（b）、秋季（c）与冬季（d）平均气温变化特征
据统计，近10年来辰溪县春季平均气温为17.5℃，且春季平均气温以1.497℃/10a的速率呈升温趋势（图1a）；夏季与秋季平均气温分别为27.8℃与19.2℃，且随着年份的递增，夏秋季平均气温均呈不同程度的下降趋势（图1b与图1c），降温幅度分别为-0.087℃/10a与-0.897℃/10a。辰溪县冬季平均气温为7.3℃，由上图2d可见，冬季平均气温也呈一定的升温趋势，其升温速率为0.737℃/10a。通过对比能够发现，辰溪县夏季气温最高，秋季次之，冬季平均气温最低。对比各季节平均气温变化速率得出春季>秋季>冬季>夏季的特点。
2.2日照时数特征分析
2.2.1年日照时数变化特征
.png)
图3 2010-2019年辰溪县年日照时数变化特征分析
据统计，近10年来（2010-2019年）辰溪县年平均日照时数为1353.7h，年日照时数的峰值为1726.4h，出现在2013年；谷值为965.4h，出现在2015年，两者相差761h。由上图3可见，2010-2019年随着年份的递增，辰溪县年日照时数呈显著的下降趋势，其增幅为-176.84h/10a。
2.2.2日照时数的季节变化特征
.png)
图4 2010-2019年辰溪县春季（a）、夏季（b）、秋季（c）与冬季（d）日照时数变化特征
据统计，近10年来辰溪县春季、夏季、秋季、冬季的平均日照时数分别为296.7h、565.4h、323.2h与168.4h。由此可见，夏季日照最为充沛，秋季次之，而冬季日照时数相对较少。由上图4可见，近10年来辰溪县各季节日照时数均呈现出不同程度的下降趋势，下降速率分别为-8.121h/10a、-107.8h/10a、-25.667h/10a与-35.255h/10a，得出变化速率表现出夏季>冬季>秋季>春季的特点。
2.3风速特征分析
2.3.1年平均风速的变化特征
.png)
图5 2010-2019年辰溪县年平均风速变化特征分析
据统计，近10年来辰溪县年平均风速为1.6m/s，年平均风速最大为1.8m/s（2011年），最小值为1.3m/s（2019年）。由上图5可见，在研究时间段内辰溪县年平均风速呈减少趋势，减少速率为-0.346m/s/10a。
2.3.2平均风速的季节变化
.png)
由上表1可见，近10年来辰溪县各季节平均风速表现出秋季>冬季>夏季>春季的特点。由各季节平均风速的变化速率可见，随着年份的增加，各季节平均风速均呈不同的减少趋势，四季当中秋季平均风速以-0.39m/s/10a的速率减少速率最快，而春季平均风速以-0.301m/s/10a的速率减少的最为缓慢。
3气象因子对光伏发电扶贫项目的影响
3.1温度对光伏发电扶贫项目的影响
温度对光伏发电的影响突出表现在随着温度的变化，太阳能电池性能也将发生一定程度的变化。通常情况下，当温度较高时，太阳能电池开路电压往往会大幅下降，不仅会导致充电工作点出现严重的偏移现象，甚至还会导致系统由于充电不足而遭到严重损坏。另外，随着温度的升高太阳能电池的输出功率将会明显下降，最终导致太阳能电池徐建的最佳效能与功能无法得到充分发挥。据统计，当晶体硅太阳能电池组件的温度位于25℃以上时，每当温度上升1℃其功率将会损失1%。辰溪县年平均气温为17.5℃，夏季（6-8月份）平均气温为27.8℃，夏季大多数时间的温度在25℃以上，不仅会导致光伏电池的效率有所衰减，还会导致其发电量明显下降。
3.2日照对光伏发电扶贫项目的影响
辰溪县4-10月份的月平均日照时数均位于100h以上，其中7-8月月平均日照时数高于200h，以7月份月平均日照时数最高为235.5h，8月次之为212.8h。自8月份之后月平均日照时数呈减少趋势，以1月份月平均日照时数最少。整体而言，近10年来辰溪县日照时数的变化幅度较大，受天气变化的影响相对比较大，太阳能资源不够稳定，不利于太阳能资源的开发与利用。
3.3风速对光伏发电扶贫项目的影响
相对比而言，风速对光伏发电的影响较小，两者之间呈现出一定的正相关关系，即随着风速的增加，光伏发电量有所增加；相反，随着风速的减少，光伏发电量也呈一定的减少趋势。
参考文献：
[1]张世丰.影响太阳能光伏发电的气象因子分析[J].农业与技术，2014（7）：194.
[2]吕学梅，朱虹，王金东等.气象因素对光伏发电量的影响分析[J].可再生能源，2014（10）：1423-1428.
[3]姚永强.影响太阳能光伏发电的气象因子分析[J].自然科学（文摘版），2018（4）：131-132.
[4]曹英丽，方诗琦，王洋等.分布式光伏发电特性与气象影响因子诊断分析[J].沈阳农业大学学报，2018（3）：363-370.
作者简介：张丽华（1978-）.女.?苗族，湖南省怀化市辰溪县人?本科，工程师，从事科技服务工作。